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摘要
目的 明确轴套、衬瓦间锌腐蚀–磨损的交互作用机制对合理选材、有效控制磨损的重要意义。方法 使用陶瓷纤维马弗炉将纯锌粒加热到460℃后，对轴套、衬瓦试样进行液锌浸蚀试验，利用Ansys模拟出三辊轴套、衬瓦间的接触应力，采用多功能磨损试验机测出试样的摩擦系数以及磨损量，使用三维视频显微镜观察试样的三维形貌，使用扫描电镜对试样进行表面形貌观察和微观组织分析。结果 当316L不锈钢试样浸入高温锌液1 h后，可以看到基体外表面出现多个合金层，总厚度达600～800μm。在带钢张力20 kN，矫正辊插入量10 mm的常见工况下，沉没辊轴套、衬瓦间接触应力可达65.14 MPa，稳定辊轴套、衬瓦间接触应力可达17.79 MPa，矫正辊轴套、衬瓦间接触应力可达26.69 MPa。无渗锌处理，垂直施加载荷为81 N时，在900 s以后摩擦系数稳定到0.03；当载荷为154.5 N时，摩擦系数维持在较低水平。渗锌处理时，无论载荷是81 N还是154.5 N，摩擦系数均在0.1上下波动。渗锌处理并加入硬质锌渣时，摩擦系数进一步的升高，波动幅度更大。无论施加的垂直施加载荷是81 N还是154.5 N，磨损量在无渗锌处理、渗锌处理、渗锌处理并加入硬质锌渣3种工况下依次递增。结论 316L不锈钢经高温渗锌腐蚀形成的渗锌层、硬质锌渣显著提升了轴套、衬瓦间的摩擦系数以及磨损量，使表面低硬度合金层快速磨损。磨损磨去合金层，使新鲜基体持续暴露，促进了高温锌腐蚀的持续进行，不断形成新的腐蚀层，又不断被磨损掉，两者间的交互协同使得不锈钢轴套磨损速率提高而迅速失效。
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单位合肥通用机械研究院; 安徽工业大学
